Systém pro správu experimentálních dat a metadat. Petr Císař, Antonín Bárta 2014 Ústav komplexních systémů, FROV, JU

Transkript

1 Systém pro správu experimentálních dat a metadat Petr Císař, Antonín Bárta 2014 Ústav komplexních systémů, FROV, JU

2 BioWes Systém pro správu experimentálních dat a meta Hlavní cíl Vytvoření systému usnadňujícího rutinní operace s experimentálními daty a metadaty od návrhu experimentu až po sdílení Podpora TAČR Aquaexcel Aquaexcel

3 Motivace Experimentální práce otevírá tyto otázky Popisuji dostatečně mé experimenty? Používáme správnou terminologii? Vyznáme se ve velkém množství experimentů? Jak jsme schopni sdílet experimentální a meta? Pamatujeme si jak co všechno jsme s daty provedli? Máme kontrolu nad experimenty našich podřízených (studentů) Průzkum dosavadní zkušenosti 18 institucí z Evropy Popis experimentu - kvalitní Správa dat primitivní Sdílení dat - zastaralé Cena pořízení dat je mnohem vyšší než cena sdílení Tlak na redukování opakování experimentů Snižování počtů zvířat nutných pro provádění experimentů

4 Existující řešení ELIXIR SEEK EMBRC Systémy zaměřené na shromažďování experimentálních dat a jejich zpracování Řešení začíná a když jsou pořízena BioWes podpora experimentátora od návrhu protokolu Biological meta are gold. Data result from carefully designed experiments and their structure reflect the experimental design. Meta that describe the biological content of research and their structure are a gold mine of information that is usually only available as narrative descriptions in the text of an article. - Tools of discovery, Thomas Lemberger, Mol. Sys. Biol. 10: 715 (2014)

5 BioWes - přehled BioWes vytvoření systému pro management experimentálních dat a metadat Tři základní prvky Manažer protokolů Vytvoření elektronického protokolu Provázání experimentálních dat a metadat Podpora standardizací Načítání informací z přístrojů Plug-ini pro zpracování dat Lokální báze Správa protokolů Vyhledávání Sdílení Přístup k datům Sledování vývoje protokolů Sledování zpracování dat Přístupová práva Centrální báze Sdílení metadat z centrální báze Vyhledávání Zprostředkování dat od poskytovatele

6 Data a meta Meta reprodukovatelnost Data o experimentálních datech, která obsahují všechny informace nutné pro reprodukovatelnost experimentu Experimentální podmínky Nastavení přístrojů Použité metody MG63 37 C Experimentální (černá skříňka) Surová experimentální Systém podporuje jakýkoliv typ dat Pouze meta jsou využívána pro vyhledávání

7 Control experiment Schéma Local machine Public web server Celkvé schéma systému, Group (institute) na něm server vysvětlit jednotlivé části a jak mají zhruba fungovat Software Protocol generator Meta Local web interface Selected Meta Web interface Central base description Experiment Raw Local base Tools for knowledge extraction Information system Experiment Raw transfer Biological experiment knowledge exploring Controled access Free access

8 Control experiment Měření Local machine Public web server Celkvé schéma systému, Group (institute) na něm server vysvětlit jednotlivé části a jak mají zhruba fungovat Software Protocol generator Meta Local web interface Selected Meta Web interface Central base description Experiment Raw Local base Tools for knowledge extraction Information system Experiment Raw transfer Biological experiment knowledge exploring Controled access Free access

9 Návrh protokolu a měření Manažer protokolů Vytvoření vzoru protokolu (grafický návrh) Znovu použitelnost protokolů Využití vzoru pro reálné měření Provázání protokolu a experimentálních dat Připojení doprovodných dat Uložení do lokální báze Plug-ini Načítání informací z měřících přístrojů Zpracování dat LC-MS Popisovač obrazu Detekce a sledování objektů Protocol kamera Plug-in 1 Plug-in 1 Plug-in 1 Plug-in 1

10 Standardizace Sdílení nutná standardizace Nutná znalost standardizace Využití standardů při vytváření protokolu Načtení existujících standardů Nabízení terminologie při návrhu protokolu Nabízení popisu metod pro měření EOL ontology ( Open Biology Ontology ( Minimum Information for Biological and Biomedical Investigations Biomedical ontology BioSharing ( BioPortal ( Standard Nabízená terminologie

11 Control experiment Lokální báze Local machine Public web server Celkvé schéma systému, Group (institute) na něm server vysvětlit jednotlivé části a jak mají zhruba fungovat Software Protocol generator Meta Local web interface Selected Meta Web interface Central base description Experiment Raw Local base Tools for knowledge extraction Information system Experiment Raw transfer Biological experiment knowledge exploring Controled access Free access

12 Lokální báze Zabezpečené úložiště (server, cloud) Webové rozhraní pro přístup k protokolům Správa protokolů získávání experimentálních dat Sdílení Několik úrovní přístupových práv Read only ( X meta) Read and write ( X meta) Vyhledávání full text Sdílení do centrální báze pouze meta a vzory protokolů Vizualizace dat a metadat Sledování vývoje protokolů Sledování řetězu zpracování dat

13 Control experiment Centrální báze Local machine Public web server Celkvé schéma systému, Group (institute) na něm server vysvětlit jednotlivé části a jak mají zhruba fungovat Software Protocol generator Meta Local web interface Selected Meta Web interface Central base description Experiment Raw Local base Tools for knowledge extraction Information system Experiment Raw transfer Biological experiment knowledge exploring Controled access Free access

14 Central base Volný přístup Přehled experimentů Instituce Projekt Konsorcium Vyhledávání metadat o experimentech Zprostředkování kontaktu na poskytovatele dat Plug-ini pro zpracování dat Plug-ini pro načítání informací

15 BioWes - big age Podpora od návrhu až po sdílení. Využitelnost od jednotlivého výzkumníka po konsorcium. Redukce nákladů. Znovu použití experimentálních dat a protokolů redukuje náklady na jejich pořízení. Minimalizace počtu zvýřat nutných pro experimenty. Standardizace experimentů. Používání standardů zvyšuje možnost výměny a správné interpretace dat. Sledování řetězu zpracování dat. Přehled jednotlivých krocích zpracování dat vedoucích k finální publikaci (výsledku). Vývoj protokolů. A systematic storage of experimental obtained by trainees and students makes easier the use of the after their departure from the workplace. Publikování přehledu experimentální práce. Hodnotitelé projektů, členové konsorcia či veřejnost má přehled o výsledcích projektu

16 BioWes aktuální stav Projekt ve 4 roce řešení Reálné testování Konsorcium Aquaexcel 17 partnerů JU FROV Mikrobiologický ústav akademie věd ČR Jsme otevřeni dalším testovacím místům

17 Chcete se dozvědět více? Nové hrady

18 Workstation - Technical Requirements Software Operating system: Microsoft Windows 7 or 8 Browsers: Google Chrome, Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera or Safari Software platform:.net Framework 4.5 or higher Minimum specification 64bit dual-core processor, 1 GHz 4 GB RAM 16GB free HDD space

19 Server Technical Requirements Software Operating system: Microsoft Windows Server 2008 or higher Database server: Microsoft SQL Server 2012 or Oracle Database 11g Web server: Microsoft IIS 7.0 or higher Minimum specification 64bit quad-core processor, 2.5 GHz 16 GB RAM 1TB free HDD space

20 Project time line 2011 survey about experimental management 2012 electronic protocol tool for protocol management 2013 local and central base 2014 processing plug-ins 2015 testing

21 Expected License Policy after Testing Phase Personal base (protocol manager) per device licensing Local base per processor core licensing + client-access licensing Central base per processor core licensing + clientaccess licensing. Client means the Local base connected to the Central base here. Other components only the owner of stored in the Central base will be allowed to provide the to other users of the system. Small transaction cost will be charged to the recipient.